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比勒陀利亞大學和香港城市大學的一組研究人員最近開發(fā)了一種基于步態(tài)分析的連續(xù)智能手機用戶認證系統(tǒng)。該系統(tǒng)在IEEE工業(yè)電子學會第 44 屆年會上發(fā)表的論文中概述,利用設備預先存在的硬件,根據(jù)他們的步態(tài)模式對智能手機用戶進行身份驗證。
術語“步態(tài)”是指通過在行走或跑步時移動肢體而實現(xiàn)的運動模式。研究發(fā)現(xiàn),步態(tài)模式在人與人之間存在很大差異,步態(tài)分析可以用于生物識別身份驗證。
現(xiàn)有的生物識別步態(tài)識別工具可以分為三大類:基于機器視覺,基于地板傳感器和基于可穿戴傳感器的方法。在基于機器視覺的步態(tài)識別中,系統(tǒng)使用相機來獲取數(shù)據(jù),然后使用圖像處理技術對其進行分析。
另一方面,基于地板傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)通過墊子工作,該墊子可以測量與人的步伐相關聯(lián)的力和速度。最后,基于可穿戴傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)使用具有傳感器的可穿戴設備,例如加速度計,陀螺儀傳感器和力傳感器,來檢測和記錄步態(tài)活動。
研究人員在他們的論文中寫道:“本文介紹了智能手機用戶認證系統(tǒng)的開發(fā),該系統(tǒng)利用了該設備已有的硬件。” “身份驗證基于智能手機用戶的步態(tài)模式,這是一種生物識別功能。”
比勒陀利亞大學和香港城市大學的研究人員團隊開發(fā)了一種基于傳感器的可穿戴式步態(tài)識別系統(tǒng),該系統(tǒng)利用智能手機的預先存在的硬件,特別是其加速度計。如今,大多數(shù)智能手機都內置了加速度計,可以檢測用戶的步態(tài)相關數(shù)據(jù)。
研究人員設計的系統(tǒng)不需要任何額外的硬件來運行,因此升級現(xiàn)有智能手機不需要額外的成本。它的工作原理是不斷分析智能手機內置加速度計收集的步態(tài)相關數(shù)據(jù),并在檢測到步態(tài)模式發(fā)生異常變化時通過電子郵件通知智能手機擁有者。
“如果認證結果是肯定的,那么認證過程將在后臺不間斷地繼續(xù)進行,”研究人員在他們的論文中解釋說。“如果驗證失敗,則應將設備的位置信息發(fā)送到預定的電子郵件地址,以通知授權用戶該設備的位置。”
研究人員提出的基于步態(tài)的認證方法包括傳感器數(shù)據(jù)采集單元,預處理單元,分類算法和評估系統(tǒng)。智能手機的內置加速度計不斷獲取由預處理單元預處理的步態(tài)相關數(shù)據(jù),然后通過動態(tài)時間規(guī)整(DTW)算法和前饋神經網絡(FFNN)進行分析,該網絡對用戶進行身份驗證。
在首次檢測到未經授權的訪問的一分鐘內,系統(tǒng)向智能手機所有者發(fā)送電子郵件通知,其中包括設備最后已知位置的時間戳。這可以幫助用戶在意外放錯位置或丟失智能手機時檢索他們。
在初步評估中,這種基于步態(tài)的新認證系統(tǒng)的靈敏度為0.74,特異性為0.78。雖然這些結果令人鼓舞,但研究人員需要進一步開發(fā)該系統(tǒng)才能在現(xiàn)實環(huán)境中成功應用。
研究人員寫道:“雖然擬議方案的表現(xiàn)很有希望,但確實需要對其進行改進,以使該系統(tǒng)變得切實可行。”
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